液氯氣化器及防止三氯化氮積聚問題

孫永泰

（遼寧省遼中縣水利化工設(shè)備廠，遼寧 遼中110200）

近年來，中國在生產(chǎn)和使用液氯過程中，因氯中含三氯化氮超標(biāo)而引起爆炸已有多次發(fā)生。這不僅危害安全生產(chǎn)，而且造成設(shè)備的嚴(yán)重破壞和人員傷亡。液氯系統(tǒng)中，液氯氣化器是三氯化氮積累的主要部位之一，為了避免和減少三氯化氮的積累，使用液氯時(shí)，如何合理選擇液氯氣化器結(jié)構(gòu)類型和防止三氯化氮積聚是十分重要的。

1 液氯氣化器結(jié)構(gòu)形式及工藝技術(shù)操作特性

通常用于氯氣輸送、提壓的液氯氣化器，其結(jié)構(gòu)形式主要以下有3 種。

（1）夾套式（見圖1）；（2）蛇管式（見圖2）；（3）套管式（見圖3）。

工藝技術(shù)操作特性見表1。

2 安全性討論及應(yīng)用范圍

圖1 夾套式液氯氣化器

圖2 蛇管式液氯氣化器

圖3 套管式液氯氣化器

表1 液氯氣化器工藝技術(shù)操作特性表

從液氯氣化器工藝技術(shù)操作特點(diǎn)來看，夾套式氣化器是最易產(chǎn)生三氯化氮富集積聚的。事先充裝有液氯的夾套式氣化器，盡管里面的液氯本身含三氯化氮是符合標(biāo)準(zhǔn)的，但由于液氯的沸點(diǎn)遠(yuǎn)比三氯化氮的沸點(diǎn)低，隨著液氯的逐漸氣化，液氯殘液中三氯化氮濃度越來越大，為了不使三氯化氮濃度超過爆炸極限，不能將液氯完全氣化，應(yīng)保持部分液氯隨同殘液一起排到液氯排污器進(jìn)行處理，這是必須遵守的。

蛇管式、套管式液氯氣化器同夾套式液氯氣化器不同，這二類氣化器的操作是連續(xù)進(jìn)行，即一邊液氯進(jìn)去，一邊氯氣出來，而且可以做到液氯一進(jìn)入氣化器，就全部蒸發(fā)氣化成氣體，排除了三氯化氮在未蒸發(fā)的殘余液氯中濃縮積聚的可能性。

一般地說，液氯汽化器的供熱介質(zhì)采用＜45 ℃的熱水，這是為了防止沉積于氣化器里的三氯化氮因溫度過高而發(fā)生爆炸。由于在掌握嚴(yán)格的操作條件下，液氯一進(jìn)入套管式液氯氣化器即幾乎全部蒸發(fā)氣化，且流程中不易造成死角，從而可避免三氯化氮在氣化器中富集積聚，如用氯部門要求氯壓較高，氯量較大時(shí)，可采用低壓蒸汽作供熱介質(zhì)。即使在通常環(huán)境中，只要保持進(jìn)入氣化器的液氯有足夠高的壓力，要求出氣化器的氣氯達(dá)到0.98 MPa（表壓）也是能做到的。

目前，國內(nèi)用于提高氯壓（表壓0.98 MPa）灌裝液氯的氣化器大都采用夾套式液氯氣化器，氣化器中殘液排入排污器后，可用以下方法進(jìn)行處理。

（1）蒸出氯氣，污液用30%燒堿溶液分解。這種方法僅限于液氯中三氯化氮含量低時(shí)，且排出的污物含三氯化氮不超過50 g/L；

（2）事先在排污器內(nèi)加入惰性有機(jī)溶劑（四氯化碳、氯仿等）稀釋三氯化氮，蒸出氯氣，然后在殘液中加入足夠量的還原劑，使三氯化氮轉(zhuǎn)變?yōu)槁然@。適合的還原劑有無水氯化氫、硫酸鈉、硫代硫酸鈉等；

（3）將伴有液氯的殘液通入燒堿溶液中，用于制次氯酸鈉產(chǎn)品。氯壓低（如表壓小于0.2 MPa）的用氯部門最適宜采用蛇管式液氯氣化器，這種液氯氣化器在使用上最安全。